BFD(双向转发检测)理论知识详解(三)
首页 > >   作者:浙江思唯网络  2015年12月21日 12:15 星期一  字号:   评论:0 条
时间:2015-12-21 12:15   评论:0 条 


7BFDBGP联动

    BGP协议通过周期性的向对等体发送Keepalive报文来实现邻居检测机制,但这种机制检测到故障所需时间比较长,超过1秒钟。当数据达到吉比特速率级别时,将会导致大量的数据丢失。

    因此,BGP协议通过引入BFDBGP联动功能,利用BFD的快速检测机制,迅速发现BGP对等体间链路的故障,并报告给BGP协议,从而实现BGP路由的快速收敛。

    下表1显示了BGP协议是否绑定BFD时收敛速度的数据。

BGP协议收敛速度的数据

是否绑定BFD

链路故障检测机制

收敛速度

未绑定BFD

keepalive报文机制

秒级

绑定BFD

BFD会话Down

毫秒级

      

BFD与BGP联动.png

                                     图1 BFDBGP联动

    如上图1所示,SwitchASwitchB分别属于AS100AS200,两台交换机直接相连并建立EBGP连接。使用BFD检测SwitchASwitchB之间的BGP邻居关系,当SwitchASwitchB之间的链路发生故障时,BFD能够快速检测到故障并通告给BGP协议。

 

8BFDMPLS LSP联动

    在LSP链路上建立BFD会话,利用BFD检测机制快速检测LSP链路的故障,可以提供端到端的保护。使用BFD检测单向LSP路径时,反向链路可以是IP链路、LSPTE隧道。

    检测MPLS LSP的连通性时,BFD会话协商有静态配置BFD和动态创建BFD两种方式,其中,动态创建BFD方式只支持动态LSP,静态配置BFD方式则支持静态和动态LSP

    BFD检测LSP的连通性,即IngressEgress之间相互周期性地发送BFD报文。如果任何一端在检测时间内没有收到对端发来的BFD报文,就认为LSP状态为Down,并向LSPM上报LSP Down消息。

     BFD与MPLS TE联动.png

                             图1 BFDMPLS LSP联动

    如上图1所示,为简化起见,只考虑从PE1CE2的流量。当PE1P1之间的链路发生故障时,PE1可以通过和P1相连的接口感知到故障。

    但是如果P1PE2之间的链路发生故障,则PE1无法通过接口感知,这时需要结合BFD与动态LSP联动来进行快速故障检测。

    在PE1上有到PE2的动态LSP,配置BFD与动态LSP联动为这条动态LSP建立BFD会话并进行检测,同时在PE1上配置VPN FRR的相关策略,指定保护路径为PE1PE3

    当PE1P1或者P1PE2之间的链路发生故障时,PE1上能迅速感知到LSP故障,并触发VPN FRR切换,使流量切换到PE1PE3PE3CE2,实现保护。

 

9BFDMPLS TE联动

    BFD和MPLS TE联动是MPLS TE中的一种端到端的快速检测机制,用于快速检测隧道所经过的链路中所发生的故障。传统的检测机制依靠RSVP Hello或者RSVP刷新超时等进行检测,都有检测速度慢的缺点。

    BFD检测机制采用快速收发报文的机制,完成这些隧道链路故障的快速检测,从而引导承载业务的快速切换,达到保护业务的目的。

    BFD支持的MPLS TE类型有:

    1、静态BFDTE CR-LSP联动

    静态BFDTE CR-LSP联动使用BFD检测CR-LSP,做到快速发现LSP故障。BFD会话需要手动配置。  

    2、静态BFDTE Tunnel联动

    静态BFDTE Tunnel联动使用BFD检测整条TE隧道,触发VPN FRR等应用进行流量切换。

    3、动态BFDTE CR-LSP联动

    动态BFDTE CR-LSP联动的作用和静态BFDTE CR-LSP联动相同。所不同的是建立BFD会话的方式,动态BFDTE CR-LSP联动的BFD会话动态触发。

    其中,BFDTE Tunnel联动与BFDCR-LSP联动的区别是故障通告的对象不同。BFDTE Tunnel联动是向VPN等应用通告故障,触发业务流在不同隧道接口上的切换;BFDCR-LSP联动是向TE隧道通告故障,触发业务流在同一TE隧道内的不同CR-LSP上的切换。

    通过和LSP绑定,在IngressEgress之间建立BFD会话。BFD报文从源端开始经过LSP到达宿端,宿端再对该BFD报文进行回应,通过此方式在源端可以快速检测出LSP所经过链路的故障状态。当检测出链路故障以后,BFD将此信息上报给承载在该LSP上面的应用模块,应用再将流量切换到备份路径上。

     BFD与MPLS TE联动.png

                              图1 BFDMPLS TE联动

    1、BFDTE CR-LSP联动

    如上图1所示,在设备S1和设备S2之间建立一条主Tunnel,同时配置热备份LSP。在设备S1上建立一个到设备S2BFD会话,用于检测该Tunnel中的主LSP。当主LSP链路出现故障时,BFD会快速通知设备S1。收到故障信息以后,设备S1会立即将流量切换到热备份LSP上,从而保证流量的不中断性。

    2、BFDTE Tunnel联动

    如上图1所示,在设备S1P2P2到设备S2之间建立一条主Tunnel,同时在设备S1P3P3到设备S2之间建立一条备份Tunnel。在路径设备S1P2P2到设备S2上建立一个BFD会话,用于检测主Tunnel的路径。

    当主链路出现故障时,BFD会快速通知设备S1。收到故障信息以后,S1会立即将流量切换到备份Tunnel上,从而保证了流量的不中断。

 

10BFDVRRP联动

    VRRP的协议关键点是当Master出现故障时,Backup能够快速接替Master的转发工作,保证数据流的中断时间尽量短。

    当Master出现故障时,VRRP依靠Backup设置的超时时间来判断是否应该抢占,切换速度在1秒以上。将BFD应用于BackupMaster的检测,可以实现对Master故障的快速检测,缩短用户流量中断时间。BFDBackupMaster之间的实际地址通信情况进行检测,如果通信不正常,Backup就认为Master已经不可用,升级成MasterVRRP通过监视BFD会话状态实现主备快速切换,切换时间控制在50毫秒以内。

     BFD与VRRP联动.png

                        图1 BFDVRRP联动

    如上图1所示,SwitchASwitchB之间配置VRRP备份组建立主备关系,SwitchA为主用设备,SwitchB为备用设备,用户过来的流量从SwitchA出去。在SwitchASwitchB之间建立BFD会话,VRRP备份组监视该BFD会话,当BFD会话状态变化时,通过修改备份组优先级实现主备快速切换。

    当BFD检测到SwitchASwitchC之间的链路故障时,上报给VRRP一个BFD检测Down事件,SwitchBVRRP备份组的优先级增加,增加后的优先级大于SwitchA上的VRRP备份组的优先级,于是SwitchB立刻升为Master,后继的用户流量就会通过SwitchB转发,从而实现VRRP的主备快速切换。

 

11BFDPIM联动

   正常情况下,如果共享网段上的当前DRDesignate Router)出现故障,其他PIM邻居会等到邻居关系超时才触发新一轮的DR竞选过程,组播数据传输中断的时间将会不小于邻居关系的超时时间,通常是秒级。

    BFD与PIM联动的特点是可以进行快速故障检测,能够在毫秒级别内通知PIM模块触发新一轮的DR竞选,而不是等到邻居关系超时。

    BFD与PIM联动同时也适用于共享网段上Assert竞选的过程,可以快速响应Assert Winner接口故障。

    下表1显示了PIM协议是否绑定BFD时收敛速度的数据。

PIM协议收敛速度的数据

是否绑定BFD

链路故障检测机制

收敛速度

未绑定BFD

邻居关系超时

秒级

绑定BFD

BFD会话Down

毫秒级

    

     BFD与PIM联动.png

                          图1 BFDPIM联动

    如上图1所示,在与用户主机相连的共享网段上,SwitchC的下游接口Interface1SwitchD的下游接口Interface2之间建立PIM BFD会话,通过在链路两端发送BFD检测报文检测链路状态。

    SwitchC作为当前DR,下游接口Interface1负责接收端组播数据的转发。若接口Interface1发生故障,BFD快速把会话状态通告给RM,再由RM通告给PIMPIM模块触发新一轮的DR竞选,SwitchD作为新当选的DR,下游接口Interface2在短时间内向接收端转发组播数据,从而缩小组播数据传输的中断时间。






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